Файл: Прикладная электролюминесценция..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 132

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

соответствовать малым на­

L

 

 

 

пряжениям и приближаться

200

 

 

 

к кратности при постоянном

 

 

 

напряжении. Участки кри­

 

 

 

 

вых

правее

максимума не

100

 

 

 

сливаются

вследствие

того,

 

C v

что активная

проводимость

 

 

фотослоя зависит, хотя и

 

 

\

500

мало,

от

частоты

рабочего

100

 

1000

напряжения.

 

 

 

150

200

U,В

Из

предыдущих

рассуж­

Рис.

2.14. Экспериментальная

дений видно,

что максималь­

зависимость

кратности

токов

ное значение L будет достиг­

от

напряжения и частоты.

нуто при

напряжении

£/0Пт,

 

 

 

 

обеспечивающем примерное равенство емкостного и тем­ пового токов. Поэтому

«Сф^О /РфМ ВДЛ .

(2,8)

Отсюда

 

(UoaJ U y ^ f B 9^(2b).

(2.9)

Соблюдение этого условия делает знаменатель уравне­ ния (2.7) равным примерно величине /ерф/6. Подставляя это значение вместо знаменателя формулы (2.7) и учи­ тывая, что (£=/рф) (U/Uo) асв^юСф, получаем прибли­ женное выражение для наибольшей кратности токов при переменном напряжении:

(2. 10)

2“с,,/вфР<* ((ерф/3)<вф

Анализ уравнений (2.9) и (2.10) показывает, что уве­ личение кратности путем уменьшения частоты f или со­ противления рф неизбежно снижает U0Пт, что нежела­

тельно, так как при этом снижается рабочее напряже­ ние и падает яркость. Из уравнения (.2.10) следует, что f и рф одинаково влияют на ход функции ,£~ и что кратность фотопроводника (L=) на постоянном напря­ жении не описывает полностью его основных парамет­ ров: кратность на переменном напряжении и рабочее напряжение Uonт. Необходимо также учитывать е, рф,. б, аф и асв. Поэтому приводимые характеристики фотопро­ водников при постоянном напряжении являются пред­ варительными и обычно необходимо дальнейшее их уточнение.


Изменение удельного темпового сопротивления , рф возможно не только технологически, но также и пода­ чей на фотопроводник постоянного напряжения [50]. Определим механизм влияния смещения и дадим ему полуколичественную оценку. В этом случае уравнение для кратности токов имеет вид

L

V jv C ф + (£ = */_ 'Рф) (</_ + и =)

(2. 11)

 

(U -'Эф) (U

U—)

 

Отсюда следует, что характер зависимости коатности от U= должен быть аналогичен зависимости от U

Этот вывод подтверждается экспериментальными

 

дан­

 

 

 

 

 

ными. Из рис. 2.15 видно,

 

 

 

 

 

что

при

малых

величинах

60

 

 

 

 

переменных напряжений по­

 

 

 

 

 

дача

постоянного напряже­

АО

 

 

 

 

ния

увеличивает

кратность.

 

 

\о о в

 

При

большом значении

пе­

20

 

 

ременного напряжения,

ко­

 

 

 

 

 

А50

 

 

гда его величина уже обе­

 

 

 

 

 

 

200 ■

 

спечивает

максимум

крат­

 

 

100

и=,в

 

ности, добавление постоян­

Рис.

2.15.

Экспериментальная

ной Составляющей приводит

только к ухудшению кратно­

зависимость

кратности

токов

сти. Физически это вытекает

от

величины дополнительного

постоянного

напряжения

11=

из того

факта,

что

посто­

 

при

разных

U

 

янная составляющая

увели­

 

 

 

 

 

чивает активный ток,

никак

не изменяя емкостного тока. Поэтому ее введение по результату должно быть аналогично некоторому умень­ шению рабочей частоты при работе па одном перемен­ ном напряжении. Различие заключается только в том, что с уменьшением частоты кратность растет вследствие спада емкостного тока при неизменном активном, а вве­ дение постоянной составляющей повышает активный ток при постоянном емкостном.

Введение постоянной составляющей сопровождается также сдвигом максимума кратности в область мень­ ших переменных напряжений (рис. 2.16). Таким обра­ зом, введение постоянной составляющей целесообразно только в том случае, когда возможно снизить рабочее напряжение на фотосдое, а следовательно, ц ца эл?к-

9Q .


тролюминофоре (на нем падает определенная доля на­ пряжения, приложенного к фотослою). С точки зрения электролюминесцентного прибора это равносильно по­ вышению контрастности и уменьшению выходной ярко­ сти устройства. Поэтому следует осторожно относиться к сообщениям о возможности значительного улучшения параметров усилителя света путем введения постоянной составляющей.

Возвратимся к вопросу о параметрах фотопроводни­

ка. На основании формулы (2.10)

следует, что парамет-

*рами,

определяющими

 

работоспособность

фотопровод-

|Никового слоя, кроме кратности

токов

являются

также

■е и показатели нелинейности а((1 и асв. Последние

пара­

метры особенно важны, так как

 

 

 

 

 

их изменением можно было бы

 

 

 

 

 

достигнуть

результатов,

недости­

 

 

юов

 

жимых практически любым изме­

 

 

У

 

80 4

 

 

 

нением других параметров. Так,

 

 

 

Например,

если бы удалось урав­

 

 

 

50

 

нять а'ф и аСв, то максимальная 60

 

 

 

 

кратность достигла

бы

значения

 

 

 

 

 

кратности при постоянном напря­

U0

 

 

 

 

жении (увеличение на несколько

 

 

 

 

порядков), как это видно из фор­

 

 

 

 

 

мулы

(2.10). К сожалению,

уп­

го

 

!

<

 

равление

показателями

степени

 

 

 

 

затруднено, так как нелинейность

 

 

 

 

\

вызвана явлениями на барьерах и

о

)

L

 

 

технологически трудно управ-,

 

100

ZOO

U^,B

ляема.

 

 

 

 

 

 

Рис.

2.16.

Эксперимен-

Часто для упрощения измере­

тальная

зависимость

ний

фотопроводники

оценивают

кратности

токов

от пе-

по

результатам, полученным

на

ременного

напряжения

постоянном напряжении — по ве­

 

U„ при

разных

£/=,

личине

кратности

и

фототоку. .

 

 

 

 

Предполагается, что чем выше эти величины, тем лучше фотопроводник. Отсюда следует, что при повышении крат­ ности L= увеличивается и рабочая кратность и с этой точки зрения увеличение L= целесообразно. Однако многообразие поведения других важных параметров мо- ?кет свести к нулю достигнутое преимущество. Особенно нежелательно использование постоянного напряжения вследствие различия а для постоянного и переменного

напряжений.

 

7—419

97


Таким образом, проведенный анализ показывает не­ достаточность одного или двух критериев для оценки фотопроводника как элемента оптоэлектронного устрой­ ства, особенно если фотопроводник нелинеен. К этому вопросу мы еще вернемся при рассмотрении электролюминесцентных усилителей света.

Влияние несинусоидальности тока на яркость электролюминесценции

Рассмотрим два дополнительных следствия, вытекающих из не­ линейности вольт-амперных характеристик фотопроводников. Наибо­ лее просто и экономично питать электролюминесцентные устройства

синусоидальным напряжением. Параметры

электролюминесцентного

 

 

 

 

излучения

порошковых

мате­

r v

 

 

 

риалов наиболее подробно изу­

 

 

 

чены именно для этого вида"

 

 

 

возбуждения. Включение нели­

 

 

 

 

нейного элемента в цепь элек­

 

 

 

 

тролюминесцентного устройства

 

 

 

 

(фотопроводника)

 

искажает

Рис. 2.17. Схема для измерения

форму напряжения на ЭЛК,

что

не

позволяет

заранее

опреде­

пиковых

значений токов.'

лить по известным

параметрам

 

 

 

 

приложенного

напряжения

па­

 

 

 

 

раметры излучения. Кроме то­

 

 

 

 

го, неясно, как определять ток,

 

 

 

 

проводимость и другие параме­

 

 

 

 

тры фотопроводника, если фор­

 

 

 

 

ма фототока сильно искажена.

 

 

 

 

 

Наиболее

правильным

ре­

 

 

 

 

шением задачи является созда­

 

 

 

 

ние измерителя токов (напря­

 

 

 

 

жений), который реагировал бы

 

 

 

 

на отклонение от синусоидаль­

 

 

 

 

ной

их

формы так

же, как и

 

 

 

 

ЭЛК. Яркость свечения ЭЛК

 

 

 

 

зависит от напряжения на нем

 

 

 

 

не слабее,

чем

Uz’5-^-U3. В то

 

 

 

 

же время яркость свечения от

 

 

 

 

длительности

действия

напря­

Рис. 2.18, Экспериментальная за­

жения

(импульса)

зависит

висимость выпрямленных токов от

значительно слабее (гл. 3). Из­

напряжения

при

освещенности

менение

формы

импульса все­

10

лк и частоте

1 000 Гц:

гда можно представить, как

/;

2: 3 — различные образцы.

переход

от

импульса

с

одной

 

 

 

 

длительностью

к

импульсу

с

 

 

 

 

другой эквивалентной

длитель­

ностью. Для заданной частоты возбуждающего напряжения измене­ ния эквивалентной длительности будут незначительными даже при существенных вариациях в форме вольт-амперной характеристики це­ пи ЭЛК — фотопроводник. Поэтому можно считать, что если прибор будет измерять пиковое значение, то практически независимо от фор-

95


rfbi пйка ошибка будет незначительна. Например, изменение эффек­ тивной длительности в 1,3 раза приведет к погрешности в яркости В порядка 10%. Эта погрешность даже меньше той, которая возникла при ошибке 5% в определении амплитуды. (Последняя дает погреш­ ность в яркости порядка 15%). Таким образом, под проводимостью фотопроводпика следует понимать отношение мгновенного пикового

значения т о к а к амплитудному значению синусоидального напря­ жения.

П и к о в о е з н а ч е н и е

тока

удобно определять прибором, упрощен­

н а я с х е м а

которого

показана на рис. 2.17. В этой схеме Я* — изме­

ряемое сопротивление фотопровод­

ника;

C i— переходная

емкость;

M i— диод,

детектирующий

посто­

янную

составляющую

в точке Е\

Дг — диод,

заряжающий

емкость

С% до

постоянного

 

напряжения,

равного полному размаху

 

напря­

жения на сопротивлении R &\ Ri

внутреннее

сопротивление

 

вольт­

метра

V, измеряющего постоянное

напряжение на емкости С2. Зная

сопротивление

R&,

можно

легко

определить

ток

через фотопровод­

ник. Для повышения точности измерений возможно менять вели­ чину сопротивления 7?а, добиваясь

постоянного

значения

напряжения

Рис.

2.19.

Экспериментальная

на выходном вольтметре. В этом

случае диоды

будут

работать

зависимость

выпрямленного

в одной и той же точке своей ха­

тока от напряжения при раз­

рактеристики

и

их неидеальность

 

личных частотах.

не будет влиять на точность изме­

7,мкА

 

 

рений.

 

 

 

 

 

 

 

 

Экспериментальные исследова­

 

 

 

 

ния показывают,

что

вольт-ампер-

 

 

 

 

ная

характеристика

порошкового

0,0В

 

 

фотопроводника

несимметрична.

 

 

 

 

 

 

Поэтому при подаче на слой фото­

 

 

 

 

проводника синусоидальногона­

 

 

 

Г

пряжения в цепи возникает выпрям­

 

 

о

ленный ток (рис. 2.18). Направле­

 

 

/ faL,B

ние выпрямленного тока в образ­

 

 

 

 

цах со сплошными электродами со­

 

 

 

 

ответствует

плюсу на

электроде,

 

 

 

 

на

котором

формировался

слой.

Рис.

2.20.

Экспериментальная

лях

В преобразователях и усилите­

изображения в качестве

одно­

зависимость

выпрямленных то­

го из электродов используют сетку

ков

от величины

переменного

из

тонкой проволоки.

 

Для

слоев

1

напряжения.

фотопроводника

с таким электро­

 

 

 

 

дом наблюдается изменение поляр­ ности' выпрямленных темновых токов в зависимости от режима ра­

боты (рис. 2.19). При малых, напряжениях имеют место небольшие выпрямленные токи отрицательной полярности. При некотором боль­ шем напряжении полярность выпрямленного тока, изменяется на no-

7 *

99